Miljöpåverkan

Att bedöma olika materials och processers miljöegenskaper är inte helt enkelt. En rad olika faktorer påverkar den samlade bedömningen. Ett material kan också ha olika miljöpåverkan vid olika situationer beroende på vad det används till. Lättast är att belysa med ett exempel.

Det bästa materialet för en dörr till en viss industrilokal antas vara stål. Om dörren istället placeras på en mycket utsatt plats som på en oljeborrplattform är det inte säkert att stål är bäst, rostfritt som i sig innehåller mer farliga legeringsämnen får en längre livslängd och kräver mindre underhåll och kanske därför ger en totalt lägre miljöpåverkan (självklart kan det finnas andra skäl till varför dörren ändå inte görs i rostfritt). Skall dörren användas på något som rör sig (och därmed förbrukar energi) t ex en lastbil kanske aluminium som är lätt är ett bättre alternativ. Här spelar även graden av återvinning in. För rostfritt och aluminium spelar återvinningsgraden stor roll för den totala miljöpåverkan.

Värderingssystem för miljöpåverkan

Det finns flera olika värderingssystem för att bedöma miljöpåverkan och för att kunna jämföra t ex koldioxidutsläpp med förbrukning av en metall. Värderingssystemen hjälper även till att bedöma alla andra aspekter som utsläpp, energiförbrukning, återvinning osv som kan förknippas med olika aktiviteter. Vissa värderingssystem viktar förbrukning av ändliga resurser som en kraftig negativ miljöpåverkan - ju ovanligare material desto större miljöpåverkan. Andra värderingssystem ger inte denna förbrukning alls så stor vikt. Det är alltså upp till var och en att göra sina bedömningar.

Den svenska värderingsmetoden EPS (Environmental Priority Strategies) beskriver miljöpåverkan av olika aktiviteter t ex förbrukning av råvara med ett tal som kallas ELU (Environmental Load Unit). Detta tal skall visa samhällets betalningsvilja för att undvika eller återställa en miljöpåverkan. EPS-systemet är tänkt att användas av den enskilde konstruktören när han skall göra sina val. Konstruktören skall snabbt kunna få en indikation om vilket alternativ som är bäst ur miljösynpunkt. Systemet är inte färdigutvecklat och finns ännu inte ute på marknaden. Det används än så länge enbart på några svenska storföretag och bland forskare och konsulter som arbetar med livscykelanalyser.

ELU-talen administreras av CPM som också kan ge information om talen, se www.cpm.chalmers.se . I tabellen nedan visas några ELU-tal.

ELU-tal
Resursindex
Utsläppsindex-Utsläpp till luft
EPS-index
Enhet
Energiresurser
EPS-index
Enhet
As
95,3
ELU/kg
Olja
0,5
ELU/kg
Cd
10,2
ELU/kg
Olja
0,044
ELU/kwh CFC-11, en sk freon
541
ELU/kg
Kol
0,05
ELU/kg CH4, metan
2,7
ELU/kg
Kol
0,0066
ELU/kwh CO, kolmonoxid
0,33
ELU/kg
Fossil gas
1,1
ELU/kg CO2, koldioxid
0,108
ELU/kg
Svensk medelel
18,6
ELU/MWh Cr
20
ELU/kg
Svensk fjärrvärme
30,2
ELU/MWh Damm, PM10
36
ELU/kg
Markanvändning Eten
3,4
ELU/kg
Nedskräpning
13,9
ELU/m2 H2S, svavelväte
6,89
ELU/kg
Hårdgörande av skogsmark
0,046
ELU/m2 HCl
2,13
ELU/kg
Skogsbruk
0,00055
ELU/m2 Hg
61,4
ELU/kg
Jordbruk
0,0016
ELU/m2 Flyktiga kolväten, ej cancerogena
2,14
ELU/kg
Materialresurser N2O, dikväveoxid, lustgas
38,3
ELU/kg
Jordbruksgrödor
0,15
ELU/kg NH3
2,9
ELU/kg
Kött/fisk
1
ELU/kg NOx (NO2), kväveoxider
2,13
ELU/kg
Trä
0,04
ELU/kg PAH (Polyaromatiska kolväten)
64 300
ELU/kg
Vatten
0,003
ELU/kg Pb
2910
ELU/kg
Ag, silver
54 000
ELU/kg SOx (SO2), svaveloxider
3,27
ELU/kg
Al, aluminium
0,44
ELU/kg
As, arsenik
1490
ELU/kg Utsläppsindex - Utsläpp till vatten
EPS-index
Enhet
Au, guld
1 190 000
ELU/kg N-tot, kväve
-0,381
ELU/kg
Bi, bismuth
24 100
ELU/kg P-tot, fosfor
0,055
ELU/kg
Cd, kadmium
29 100
ELU/kg BOD
0,002
ELU/kg
Co, kobolt
256
ELU/kg COD
0,001
ELU/kg
Cr, krom
84,9
ELU/kg
Cu, koppar
208
ELU/kg
Fe, järn
0,96
ELU/kg
Hg, kvicksilver
53 000
ELU/kg
Mn, mangan
5,6
ELU/kg
Mo, molybden
2120
ELU/kg
Ni, nickel
160
ELU/kg
Pb, bly
175
ELU/kg
Pt, platina
7 430 000
ELU/kg
Rh, rodium
49 500 000
ELU/kg
Sn, tenn
1 190
ELU/kg
Ti, titan
0,953
ELU/kg
U, uran
1190
ELU/kg
V, vanadium
56
ELU/kg
W, wolfram
2 120
ELU/kg
Zn, zink
57,1
ELU/kg
Zr, zirkonium
12,5
ELU/kg
Naturgrus
0,002
ELU/kg

Referens: A systematic approach to environmental priority strategies in product development (EPS). Version 2000 - Models and data of the default method. CPM report 1999:5.

Tabell från skriften "Miljöaspekter - identifiering, bedömning, prioritering" (IVF skrift 02803)

Det finns också andra liknande uppsättningar av miljötal. Ett exempel är Eko Indicator 99 från Holland. Manual för arbetet med tabell över materialtal finns på www.pre.nl .

Nedan redovisas olika aspekter som har betydelse för materialens miljöpåverkan vid olika faser i materialens livscykel. För konstruktören gäller det att försöka bedöma vilka aspekter som har betydelse för olika situationer och hur de olika materialen förhåller sig till varandra.

Råvarutillverkning

Råvarutillverkningen kan stå för en stor del av den totala miljöpåverkan om det är sällsynta ämnen som används eller om det går åt mycket energi vid tillverkningen eller om den medför stora utsläpp.

  • Förbrukningen av själva resursen är en aspekt som diskuterats ovan
  • Energiåtgången för framställning är också en viktig faktor
  • Föroreningar vid framställning av materialet är en annan aspekt
  • Långa transporter kan ge ett bidrag till miljöpåverkan. Transporterna är svåra att bedöma då många material tillverkas över hela världen. För vissa material går det dock att konstatera långa eller korta transportvägar, t ex vid en jämförelse mellan trämaterialen fur och teak En hel webblpats om trä hittar du hos Träguiden.
  • Legeringsämnen har ofta större miljöpåverkan än själva grundmaterialet. Material till vilka man ofta tillsätter stora mängder legeringsämnen bör studeras extra.

Produkttillverkning

Vid produkttillverkningen finns det en rad aspekter att ta hänsyn till vid bedömning av miljöpåverkan.

  • Energiförbrukning för de processer som används vid arbete med det aktuella materialet
  • Olika processer kan ge upphov till olika föroreningar. Viktigast brukar vara om materialet brukar ytbehandlas, lösningsmedelsbaserad färg betyder stor miljöpåverkan, förkromning är ett annat sådant exempel
  • Kan valet av material påverka möjligheterna att minska mängden material i produkten
  • Uppstår spill då vissa material (och därmed processer) används och kan detta spill tas om hand
  • Hur sammanfogning med andra material sker påverkar både arbetsmiljön vid tillverkningen och möjligheterna att återvinna materialen. Vissa material kan blandas med tanke på framtida återvinning medan andra material inte passar ihop.

Användningsfas

Användningsfasen kan stå för en mycket stor del av

materialets totala miljöpåverkan, främst på produkter som rör sig och därmed förbrukar energi. De viktigaste aspekterna att ta hänsyn till är:

  • Materialets vikt i förhållande till dess funktion. För produkter som rör sig är energiförbrukningen direkt beroende av vikten
  • Hur materialet påverkar en produkts livslängd?
  • Påverkar användningsfasen materialet på ett sådant sätt att det blir svårt att återvinna?
  • Underhållsbehovet påverkas starkt av materialvalet. Underhåll kan ha betydande påverkan på både yttre miljö och arbetsmiljö.

Återanvändning och återvinning

Materialvalet påverkar starkt möjligheterna till framtida återanvändning eller återvinning i olika former. Att avgöra vilka material som är bäst i olika situationer är mycket komplext. Det mesta är möjligt att återvinna men det är inte alltid realistiskt vare sig ekonomiskt eller miljömässigt. Några viktiga punkter att tänka på vid val av material är:

  • Behåller materialet sina egenskaper vid återvinning, har det så lång livslängd att en detalj kan användas igen?
  • Går det återvunna materialet att använda till nya produkter, finns det efterfrågan på det återvunna materialet?
  • Går materialet att separera från andra material som det används tillsammans med (magnetiskt respektive omagnetiskt, olika densitet osv)? Krävs det mycket arbete? Förutsättningar för fragmentering som är en rationell metod
  • Om materialet kan blandas med andra ingående material blir återvinningsprocessen enklare och billigare
  • Kan materialet förbrännas för energiåtervinning utan problem? Många material kan brännas utan att det medför stora utsläpp men tillsatsämnen kan ge problem t ex flamskyddsmedel i plast kan ge dioxinutsläpp
  • Kan materialet återvinnas genom kemiska eller biologiska processer, än så länge ett outvecklat område som dock kan antas bli vanligare?
  • Finns det teknik i dag för att återvinna materialet till rimlig kostnad?
  • Finns det organisation för uppsamling och transporter så att materialet kan återvinnas eller återanvändas på ett rationellt sätt?

 

Deponi

Det sista steget i ett materials livscykel är deponi. Fortfarande kan materialvalet ha betydelse för miljöpåverkan. Några aspekter att tänka på är:

  • Är materialet stabilt eller finns det risk för urlakning?
  • När materialet förr eller senare kommer ut i mark och vatten, hur påverkas miljön?
  • Finns det farliga legeringsämnen i materialet?
  • Medför deponi risker som hög toxicitet, radioaktivitet, brand och explosionsrisk?

Miljöaspekter som påverkas av materialval under olika delar av livscykeln.

Råvarutillverkning Produkttillverkning Användningsfas Återvinning/ återanvändning Deponi
  • Förbrukning av resursen, jfr. värderingsindex
  • Energiförbrukning
  • Utsläpp, föroreningar
  • Transporter
  • Legeringar
  • Energiförbrukning
  • Förorenande processer
  • Arbetsmiljö vid olika processer
  • Möjlighet att minska materialförbrukning
  • Spill vid olika processer
  • Hur sammanfogas olika material
  • Materialets vikt i förhållande till funktion
  • Produktens livslängd
  • Påverkas materialet av användning med tanke på återvinning
  • Underhåll
  • Behålls egenskaperna
  • Användbart för nya produkter
  • Efterfrågan på återvunnet material
  • Möjligt att separera
  • Kan materialet blandas med andra material
  • Möjlighet att förbränna
  • Återskapa grundmaterial med kemisk eller biologisk process
  • Finns teknik i dag
  • Finns organisation för återvinning
  • Risk för urlakning
  • Hur påverkas miljön när materialet når mark och vatten
  • Farliga legeringsämnen i materialet
  • Toxicitet
  • Radioaktivitet
  • Brandrisk
  • Platskrävande